Природа антител

В настоящее время установлено, что антитела представляют собой иммуноглобулины сыворотки крови человека или животных.

Иммуноглобулины также встречаются в сыворотках людей и животных, не перенесших инфекционных заболеваний и не подвергавшихся иммунизации. Полагают, что они образуются под влиянием нормальной микрофлоры в процессе развития организма. У молодых ядовитых змей некоторых видов нет нормальных иммуноглобулинов и вследствие этого они чувствительны к собственному яду; у взрослых змей имеются нормальные иммуноглобулины, которые нейтрализуют их собственный яд.

Иммуноглобулины к одному и тому же антигену, продуцирующиеся в крови разных видов животных, так же как и соответствующие нормальные глобулины, неодинаковы по своему химическому составу. Методом фракционирования установлено, что иммуноглобулины (антитела) содержатся в разных глобулиновых фракциях (рис. 48).

Изучены классы и подклассы иммуноглобулинов, их строение, размеры молекул, активные центры.

1

Активные центры (Fab-фрагменты) антител представляют собой полости, образуемые легкими и тяжелыми цепями, по размеру и форме соответствующие гомологичной антигенной детерминанте. Большинство иммуноглобулинов обладает двумя активными центрами. Специфичность активных центров определяется последовательностью аминокислот в концевых участках тяжелых и легких цепей. Вторая часть молекулы иммуноглобулина (Fc-фрагмент) осуществляет фиксацию комплемента на комплексе антиген — антитело. Каждой группе иммуноглобулинов присуща определенная структура активных центров и вариабельных участков. Выяснены генетические механизмы, обусловливающие разнообразие как молекул белка, так и иммуноглобулинов определенных классов. Обнаружены варианты иммуноглобулинов, или алотипы. Строение иммуноглобулинов контролируется двумя группами генов, локализованных в разных локусах: одна группа генов контролирует синтез тяжелых цепей, другая — легких. Один ген детерминирует строение вариабельного участка, другой — стабильного участка активного центра молекулы иммуноглобулина.

Иммуноглобулины представляют собой гетерогенную группу белков. По своим физико-химическим свойствам иммуноглобулины подразделяют на пять классов: IgM, IgG, IgA, IgE, IgD. Основные свойства иммуноглобулинов представлены в таблице.

IgG — классические антитела; они составляют основную массу (около 80%) иммуноглобулинов, легко проходящих через плаценту. Они наиболее активно связывают растворимые антигены бактерий, экзотоксины, вирусы.

IgM первыми появляются после иммунизации или антигенной стимуляции, оказывают действие на грамотрицательные бактерии, проникшие в кровь, активизируют фагоцитоз. Они во много раз активнее IgG, так как содержат около 10 активных центров.

IgA подразделяется на два вида: IgA — сывороточный и IgAS — секреторный, которые отличаются друг от друга по физико-химическим свойствам, месту синтеза и выполняемой функции. Секреторный IgA вырабатывается лимфоидными клетками слизистых оболочек дыхательных путей, полости рта, кишечника, мочевыводящих путей, содержатся в молозиве, слюне, слезах, слизи кишечника, поте. Он отличается от IgA сывороточного секреторным компонентом и выполняет защитную функцию при кишечных и респираторных инфекциях, обезвреживая бактерии, вирусы; обладает выраженной бактерицидностью, опсонизирующим эффектом. Сывороточные IgA обезвреживают микробы и их токсины, проникшие в кровь, однако по силе действия они слабее, чем IgAS.

IgE — реагины, кожно-сенсибилизирующие антитела; они не проходят через плаценту и обладают способностью фиксироваться на различных органах и тканях, играют важную роль в развитии аллергических реакций немедленного типа (бронхиальная астма, аллергический ринит, атоническая экзема и др.).

IgD — их функция до конца не выяснена. Считают, что они обусловливают ряд аутоаллергических поражений при заболеваниях щитовидной железы. Они не фиксируют комплемента, не проходят через плаценту, их содержание увеличивается при некоторых заболеваниях кожи.

Антитела являются термолабильными веществами (блокирующие антитела термостабильны). Они денатурируются при нагревании до 70°С в течение 1 ч. На активность антител оказывает влияние рН среды, а также и другие факторы, под действием которых происходят глубокие нарушения белковых веществ.

Установлено, что антитела не денатурируются от осаждения их этиловым спиртом при низкой температуре (от 0° до 4°С), но денатурируются спиртом при высокой температуре. Нейтральные соли (сульфаты магния, аммония, натрия) вызывают осаждение белков, но не денатурируют антитела. Поэтому этиловый спирт при низкой температуре, сульфаты магния, натрия и аммония используются для фракционирования иммунных сывороток и получения антител в очищенном виде.

В продукции иммуноглобулинов большое значение имеет наследственная обусловленность силы иммунного ответа. У организмов разных генотипов один и тот же антиген вызывает различной силы иммунный ответ—от нуля до очень высокого уровня. Один и тот же -организм с определенным генотипом по-разному реагирует на антигены.

Признак силы иммунного ответа наследуется как доминантный, не сцепленный с полом. В образовании антител также определенную роль играют структурные гены, от которых зависит возникновение активных центров антител, обладающих специфичностью и являющихся составной частью иммуноглобулина. Ареактивность тканей, присущая родительской линии, является доминантным признаком.

Динамика выработки антител, их накопления и исчезновения имеет определенные характеристики; при этом различают первичный и вторичный иммунный ответ.

Первичный иммунный ответ характеризуется появлением антител спустя 1—4 дня после антигенного раздражения (индуктивная фаза); затем наступает продуктивная фаза — период логарифмического возрастания антител, заканчивающийся периодом максимума (5—15-е сутки), когда их количество в крови достигает наибольшего уровня. Спустя 1—3 мес и позже концентрация их в крови уменьшается (период снижения).

В случае повторной иммунизации спустя 2—4 нед и даже несколько месяцев и лет организм может ответить усиленной выработкой иммуноглобулинов на гомологичный и даже гетеро-логичный антигены. Эта реакция получила название вторичного иммунного ответа; она базируется на иммунологической памяти.

Иммунологическая память. В иммунизированном организме, а также в организме, перенесшем инфекционное заболевание, но затем утратившем способность сохранять антитела, под влиянием специфических и неспецифических раздражителей в сыворотке крови повышается титр иммуноглобулинов. Клетки памяти — часть долгоживущих В-лимфоцитов, которые переходят в покоящееся состояние после 2—3 делений и выполняют функцию анамнестической реакции. На нуклеиновых матрицах клеток, обладающих иммунологической памятью, синтезируются структурные белки, отличающиеся антидетерминантами по отношению к детерминантам антигенов. Память в виде иммунологической информации о предшествующем стимуле обеспечивает способность отвечать более усиленной продукцией на ревакцинацию.

Исходя из изученных иммунологических закономерностей, в практике иммунизации людей против инфекционных заболеваний и гипериммунизации крупных животных для получения лечебных сывороток в настоящее время широко применяют метод ревакцинации—повторных введений антигенов, обеспечивающий повышение иммунологической активности.